QPS da Junta Soldada 3

Este foi o terceiro procedimento de soldadura a ser qualificado, diferenciando-se dos procedimentos anteriores uma vez que se recorreu a dois materiais de base distintos. Além disto, para esta junta, as chapas utilizadas possuíam 20 mm de espessura e o chanfro em V. Na Figura 22 é passível de serem observadas estas chapas assim como o chanfro.

Figura 22 – QPS 3: (A) Chapas utilizadas; (B) Chanfro em V.

A primeira etapa da QPS consistiu na análise da EPSp, tendo sido identificados dois erros. Em primeiro lugar, segundo este documento, o aço AISI 415 pertencia ao subgrupo 7.1 dos aços para soldadura; no entanto, segundo a norma ISO/TR 15608 [42], este pertence ao subgrupo 7.2. Em segundo lugar, de acordo com a EPSp, não era necessário efetuar um tratamento térmico após soldadura; contudo, no primeiro contacto com o funcionário responsável pela EPSp na ONIRAM, tinha sido indicado que esta junta seria alvo de tratamento térmico e, por esta razão, este campo da EPSp foi assinalado de forma a ser corrigido.

Seguidamente, na segunda etapa, realizou-se o acompanhamento da união da junta. No entanto, antes de se iniciar a soldadura, foi necessário assegurar que a temperatura superficial das chapas era superior a 100ºC (Figura 23). É importante salientar que a medição da temperatura superficial das chapas foi efetuada a uma distância de 50 mm do centro da junta.

Figura 23 – QPS 3: Ciclo térmico exibido na EPSp.

Uma vez atingida a temperatura de pré aquecimento, é dada permissão para se começar a soldar. Tal como nas QPS anteriores, foram registados os parâmetros de soldadura em cada passe. Além disso, após cada passe de soldadura, foi efetuada a medição da temperatura da junta, assegurando assim que o passe seguinte só era dado caso a temperatura fosse inferior a 180ºC (Figura 23).

Após a união da junta, esta foi sujeita a um tratamento térmico de alívio de tensões a 560ºC, com um estágio de 4 horas. Seguidamente, realizou-se a análise da EPSp revista da qual não resultaram quaisquer indicações.

Avançando para os END, primeiramente realizou-se o ensaio de LP, estando patente na Figura 24 uma imagem do resultado deste ensaio. Analisando a figura, não é possível identificar indicações na superfície da junta. Seguidamente, realizou-se o ensaio de RT, apresentando-se na Figura 25 o resultado obtido. Da análise da figura não são identificadas descontinuidades no interior do cordão. Sendo assim, dado que não foram detetadas indicações no interior do cordão nem na superfície da junta, avançou-se com a realização dos ED.

Figura 24 - QPS 3: Resultado do ensaio por Líquidos Penetrantes.

Figura 25 - QPS 3: Resultado do ensaio de Radiografia Industrial.

É importante referir que, dado que se tratava de uma junta soldada dissimilar, teve de realizar-se um ensaio de Impacto Charpy adicional, na ZTA do segundo material de base. Ou seja, para além de se ter realizado um ensaio de Impacto Charpy no cordão de soldadura e outro numa das ZTA, como nas juntas anteriores, foi realizado um ensaio na outra ZTA.

Em primeiro lugar, analisaram-se os resultados de tensão de rotura da junta obtidos no ensaio de tração (Tabela XIV).

Tabela XIV – QPS 3: Resultados do Ensaio de Tração Tensão de rotura (MPa)

1º Provete 2º Provete

624 644

Uma vez que se trata de uma soldadura dissimilar, segundo a norma ISO 15614-1, a tensão de rotura da junta não pode ser inferior à do material de base com menor resistência. Deste modo, após consulta das normas dos materiais, verificou-se que a

tensão de rotura do aço AISI 304L (EN 10028-7 [43]) é inferior à do aço AISI 415 (EN 10088- 2 [44]). O primeiro deverá apresentar uma tensão de rotura de 500 MPa enquanto que o segundo um valor mínimo de 780 MPa. Assim, a tensão de rotura da junta não podia ser inferior a 500 MPa. Comparando os resultados obtidos no ensaio com este valor, é possível afirmar que os resultados atingidos são aceitáveis. De realçar que, neste caso, já não foi necessário cortar os dois provetes retirados da junta soldada uma vez que a sua espessura era inferior ao limite do equipamento do ensaio de Tração do CATIM.

Relativamente ao ensaio de Dobragem, de acordo com os resultados obtidos pelo CATIM, não foram identificadas imperfeições com dimensões superiores a 3 mm.

No ensaio de Impacto Charpy, foram obtidos os resultados apresentados na Tabela XV. Nesta, a ZTA(1) representa a zona termicamente afetada mais próxima do aço AISI 415 enquanto que a ZTA(2) representa a zona termicamente afetada mais próxima do aço AISI 304L.

Tabela XV – QPS 3: Resultados do ensaio de Impacto Charpy a 20ºC Energia absorvida (J)

Zona analisada ZTA(1) ZMA ZTA(2)

1º Ensaio 64 48 134

2º Ensaio 49 46 119

3º Ensaio 199 47 137

Média ± Desvio Padrão 104 ± 67,45 47 ± 0,82 130 ± 7,87

A análise destes valores, contrariamente à efetuada nas QPS anteriores, teve de ser realizada isoladamente uma vez que o valor mínimo exigido varia consoante a zona soldada a avaliar. Assim sendo, a energia absorvida pela ZTA(1) não podia ser inferior ao valor aceite pelo cliente, i.e., tinha de ser superior a 40 J. Já a energia absorvida pela ZTA(2) tinha de ser superior à do aço AISI 304L, i.e., superior a 60 J [43]. Relativamente à ZMA, o cliente aceitava uma energia absorvida superior a 40 J. Assim, fazendo a avaliação de cada zona, dado que todos os resultados obtidos no ensaio são superiores ao valor mínimo teórico correspondente, estes foram aceites.

Em relação ao ensaio de dureza, foram alvo de análise as duas ZTA, a ZMA e o MB. Os resultados deste ensaio são apresentados no Anexo 3. Segundo a norma ISO 15614-1, dado que se trata de uma junta dissimilar, tal como na QPS anterior, cabe à ONIRAM aceitar ou rejeitar estes resultados. Assim, dado que a empresa estabeleceu como valor máximo de dureza 320 HV10, os resultados obtidos foram aceites.

Por último, tal como nas QPS anteriores, foi ainda realizada a análise macrográfica (Figura 26). Da sua análise, é de salientar a distinção entre as diversas zonas de soldadura e a ausência de defeitos visíveis. Assim sendo, esta junta soldada cumpre os requisitos para este ensaio.

Figura 26 – Macrografia da junta soldada elaborada na QPS 3.

Atendendo a que foram aceites os resultados de todos os ensaios, tanto END como ED, o inspetor aprovou este procedimento de soldadura, tendo sido entregue à ONIRAM o respetivo RQPS.